郑州粉土地层中盾构施工对临近桩基的影响分析

发布时间：2020-04-16 04:09

【摘要】：随着城市地铁线路的不断增加,盾构隧道穿越房屋、桥梁等桩基础的工程越来越多,盾构施工环境也越来越复杂。因此,开展盾构施工对临近既有桩基影响的相关研究具有重要意义。本文对前人研究进行了梳理总结,以实际工程为背景,采用现场实测、数值模拟、理论分析相结合的方法,研究了郑州粉土地层中盾构隧道施工对临近既有桩基的影响。本文主要研究内容如下:(1)通过对郑州粉土地层中盾构施工对既有高铁桥桩的影响进行现场实测,并对比加固段与未加固段的地表沉降值,表明加固措施可使地表沉降量降低约28.4%。加固段高铁桥桩附近的土体随着距掌子面距离的变化,竖向位移大致可分为前期隆起阶段、急剧沉降阶段、沉降稳定阶段。注浆加固范围约为2倍盾构直径,盾构施工引起的地表最大沉降量为15.9mm,桥墩最大沉降量为0.8mm,均满足规范变形要求。(2)基于参数反算法,综合考虑盾壳刚度、管片折减、注浆压力、注浆层的凝固过程等因素,对郑州粉土地层中,盾构施工侧穿既有高铁桥桩全过程进行模拟分析,并通过现场实测验证了数值模拟的可靠性。通过将加固与不加固两种工况进行对比分析,结果表明,采用土体提前注浆加固的施工工艺,可使高铁桥桩最大沉降量降低约72.6%,桩体水平位移、弯矩及侧摩阻力最大值分别降低58.3%、37.6%和23.7%。因此,采用先注浆再穿越的施工方法,可有效降低盾构施工对周边环境的扰动,保护高铁桥桩安全。(3)采用二阶段分析法,分析了隧道开挖对临近单桩、群桩的内力及位移的影响。通过单因素分析法,研究了地层损失比、桩隧间距、隧道埋深、桩体长细比,分别对隧道开挖引起的临近群桩内力及变形的影响。结果表明,地层损失比与桩顶沉降近似呈线性关系。桩隧间距的增大、隧道埋深的增加,均可使临近桩体的沉降及轴力明显减小。桩隧间距及隧道埋深对桩基的安全性影响明显。桩体长细比的变化,对盾构开挖引起的桩体沉降影响不大,但对桩身轴力影响较大。基于本文的研究成果,提出了盾构隧道近接既有桩基施工的控制措施,以期为类似工程的设计及施工提供参考。
【图文】：

的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。无论何种施工方法，地铁隧道施工都不可避免会对土体产生扰动，对周边建、构筑物产生影响，危机周边环境安全。图1为广州地铁3号线盾构隧道穿越上软下硬土层施工时，引起周边房屋开裂，地表塌陷。图2为武汉地铁4号线盾构施工引起的周边建筑物开裂。近年来随着城市地铁建设不断加快，，地铁盾构施工对地层的扰动及周边建筑物的影响成为一个值得深入研究的课题。

3号线盾构隧道穿越上软下硬土层施工时，引起周边房屋开裂，地表塌陷。图2为武汉地铁4号线盾构施工引起的周边建筑物开裂。近年来随着城市地铁建设不断加快，地铁盾构施工对地层的扰动及周边建筑物的影响成为一个值得深入研究的课题。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U455.43;U443.15

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本文编号：2629368